主要的思想:借用定时器中断实现。设置定时器寄存器,系统自动触发定时器中断时会跳到trap handler这个函数里。借用这个函数做上下文的切换,从而实现了抢占式多任务。
定时器中断:跳到trap handler函数,同时系统自动将下一条指令的地址存到mepc中。执行完trap handler函数,遇到mret指令,系统根据mepc寄存器的值跳到了原先程序的下一条指令继续执行。
抢占式多任务:改写trap handler函数,跳到trap handler函数,首先是保存上下文文,即将32个寄存器的值存起来,同时将mepc的值也存起来。执行switch函数,恢复taskB的上下文,包括恢复任务B的mepc寄存器值。遇到mret跳到任务B的下一条指令继续执行。等待下一次的定时器中断再次发生,保存任务B的上下文,包括保存mepc值,调用switch函数,回复任务A的上下文,包括回复mepc值......
抢占式多任务:抢占式多任务就是定时器中断+处理中断的函数中加了个shedule函数。因为是中断,所以用的是mret指令。
软件中断:跟抢占式多任务类似。抢占式多任务是事先配置好定时器中断的相关寄存器,事件触发跳到trap handler函数,这个函数内部有个shedule函数,从而实现任务的切换。软件中断,是任务执行的函数内部去配置MSIP寄存器,从而触发硬件的软件中断行为,跳到trap handler函数中,从而进入到shedule函数,实现任务的切换。
抢占式多任务
抢占式多任务:抢占式环境下,操作系统完全决定任务调度方案,操作系统可以剥夺当前任务对处理器的使用,将处理器提供给其它任务。
软件中断
软件中断:用的还是CLINT这个设备,这个设备既可以产生定时器中断也可以产生软件中断。(PLIC和CLIT都是外设)
MSIP寄存器:最低位映射到mip.MSIP,这个是软终端的pending位,用来提示中断是否发生。
对MSIP寄存器写入1时触发software interrupt,写入0表示对该中断进行应答,也就是通知CLINT中断处理完了。如果不写0的话这个中断就会一直产生。
软件中断就是在函数内部通过写MSIP寄存器的方式去触发中断,这个时候程序跳到了trap_handler中,在trap_handler中去执行shedule函数,实现了任务的切换。注意在执行shedule函数中要记得对MSIP寄存器写0,避免死循环。
思考
如何做扩展,增加任务的优先级,任务的睡眠?